JJF 1990-2022 积分球式标准光源校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1990—2022

积分球式标准光源校准规范

CalibrationSpecificationforStandardIntegratingSphereSources

2022-09-26发布2023-03-26实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1990—2022

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语

3……………………(1)

概述

4……………………(1)

计量特性

5………………(2)

稳定性

5.1………………(2)

辐射亮度面不均匀性

5.2()…………(2)

辐射亮度角度不均匀性

5.3()………(2)

光谱辐射亮度

5.4………………………(2)

亮度

5.5…………………(2)

色温

5.6…………………(2)

色品坐标范围

5.7………………………(2)

校准条件

6………………(2)

环境条件

6.1……………(2)

测量标准及其他设备

6.2………………(2)

校准项目和校准方法

7…………………(3)

校准项目

7.1……………(3)

校准方法

7.2……………(3)

校准结果表述

8…………(7)

复校时间间隔

9…………(7)

附录积分球式标准光源测量不确定度评定示例光谱辐射亮度

A———……………(8)

附录积分球式标准光源测量不确定度评定示例亮度和色品坐标

B———…………(10)

附录积分球式标准光源校准原始记录参考格式

C…………………(14)

附录积分球式标准光源校准证书内页推荐格式

D…………………(16)

附录色温色品坐标计算表述

E、……………………(17)

Ⅰ

JJF1990—2022

引言

通用计量术语及定义光学辐射计量名词术语及定义

JJF1001《》、JJF1032《》、

测量不确定度评定与表示和国家计量校准规范编写规则共

JJF1059.1《》JJF1071《》

同构成支撑本规范制定的基础性系列规范

。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1990—2022

积分球式标准光源校准规范

1范围

本规范适用于积分球式标准光源的光谱辐射亮度亮度和色度参数校准

、。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

亮度计检定规程

JJG211

分布颜色温度标准灯检定规程

JJG213()

色度学

CIE15:2004(Colorimetry)

凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文

,;

件其最新版本包括所有的修改单适用于本规范

,()。

3术语

辐射亮度面不均匀性

3.1()(spectralradiance)luminancespatialnon-uniformity

积分球式标准光源出光口平面不同位置法向光谱辐射亮度的差异

()。

辐射亮度角度不均匀性

3.2()(spectralradiance)luminanceangularnon-uniformity

相对积分球式标准光源出光口平面中心法向不同角度光谱辐射亮度的差异

()。

4概述

积分球式标准光源通常用于电荷耦合器件简称校

(chargedcoupleddevice,CCD)

正和光谱仪器校正为数码相机和空间探测器校准提供准确可靠的计量标准

,、CCD。

图给出了两种常见的积分球式标准光源以下简称积分球光源示意图积分球光源

1()。

通常至少由一个积分球和内置或外置光源组成光源通常为卤钨灯发光二极管光源

。、

光源简称灯或氙灯光源和积分球出光口之间设置挡

(tiqhtemittingdiode,LED)。

板确保光源发出的光无法直接到达积分球出光口积分球内的光经过内壁涂层多次反

,,

射使得积分球内壁的辐射均匀从而保证出光口均匀性良好积分球内壁通常均匀涂

,,。

有白色漫反射材料漫反射材料在工作段的反射比尽可能接近如聚四氟乙烯硫酸

,1,、

钡或氧化镁等根据工作谱段的不同积分球内壁涂层也可以采用镀铝或镀金的设计

。,。

1

JJF1990—2022

内置光源外置光源

(a)(b)

图积分球式标准光源示意图

1

5计量特性

稳定性

5.1

稳定后的光谱辐射亮度最大相对变化

1h():≤0.5%。

辐射亮度面不均匀性

5.2()

出光口面积的光谱辐射亮度不均匀性

80%():≤2.0%。

辐射亮度角度不均匀性

5.3()

出光口中心处的光谱辐射亮度角度不均匀性

():≤3.0%。

光谱辐射亮度

5.4

范围不超过-432

(10~10)W/(m·nm·sr)。

亮度

5.5

亮度-2

:≥0.01cd·m。

色温

5.6

色温

:≥2000K。

色品坐标范围

5.7

全色域

。

注:以上指标不用于合格性判定,仅供参考。角度不均匀性分为水平和垂直方向,

根据客户要求校准。若积分球光源存在亮度或色温显示值,计量特性可按照

或考察亮度示值误差或色温示值误差。

7.2.67.2.7

6校准条件

环境条件

6.1

环境温度

:(23±5)℃;

相对湿度

:≤80%;

其他要求校准环境应采取遮光措施在光路中放置光阑和挡屏减少杂散辐射影

:,,

响周围环境应无影响测量系统正常工作的杂散辐射机械振动和电磁干扰

。、。

测量标准及其他设备

6.2

光谱辐射亮度标准光源光谱辐射亮度标准灯或积分球光源的年变化率要求

6.2.1()

如下

:

2

JJF1990—2022

光谱辐射亮度标准灯年变化率不超过

:±1.0%;

积分球光源光谱辐射亮度年变化率不超过

:±2.0%。

光谱辐射照度标准灯年变化率不超过

6.2.2:±1.0%。

光谱辐射亮度计波长带宽波长示值误差不超过

6.2.3:(250~1000)nm,≤5nm,

杂散光抑制比优于-4波长带宽波长

±1nm,6×10;(1001~2500)nm,≤15nm,

示值误差不超过杂散光抑制比优于-3最小采样间隔非线

±2nm,1×10。≤5nm,

性

≤1.0%。

亮度计标准级

6.2.4:。

颜色温度标准灯一级

6.2.5:。

标准白板反射比年变化率不超过鶺

6.2.6:1.0%。

直流稳压电源电压连续可调电压随时间的相对漂移-5-1

6.2.7:,:≤5×10h。

标准电阻级

6.2.8:0.01。

数字电压表级

6.2.9:0.01。

7校准项目和校准方法

校准项目

7.1

稳定性

7.1.1

辐射亮度面不均匀性

7.1.2()

辐射亮度角度不均匀性

7.1.3()

光谱辐射亮度

7.1.4

亮度

7.1.5

色温

7.1.6

色品坐标

7.1.7

注:校准项目根据客户需要确定。

校准方法

7.2

校准前检查

7.2.1

用目视方法对积分球光源进行外观检查积分球光源应工作正常内壁不存在明显

。,

脱落积分球内部挡板应有效遮挡光源光源连线没有断裂

,,。

稳定性

7.2.2

点亮积分球光源预热时间应不少于

(1),20min。

采用光谱辐射亮度计测量积分球光源在特定波长处如λ的光谱辐

(2)(=555nm)

射亮度值变化或采用亮度计测量光源的亮度值变化保证测量仪器主轴沿积分球光源

,,

出光口平面中心法线方向记录初始值后每间隔记录一次内共记录个

。,5min,1h13

值积分球光源的光谱辐射亮度最大相对变化由公式计算

。()(1):

L-L

L=maxmin×

Δ-100%(1)

L

式中

:

L最大相对变化

Δ———;

3

JJF1990—2022

-

L内的光谱辐射亮度平均值

———1h();

L内的光谱辐射亮度最大示值

max———1h();

L内的光谱辐射亮度最小示值

min———1h()。

测量完毕缓慢降低积分球光源电流关闭并移除积分球光源

(3),,。

辐射亮度面不均匀性

7.2.3()

重复步骤采用光谱辐射亮度计选取积分球开口的个位置进行

7.2.2(1)。(),9

测量保证测量仪器主轴沿积分球光源出光口平面中心法线方向图给出了

,。2O,A,

和共计个测量点

B,C,D,E,F,GH9。

图面不均匀性测试位置示意图

2

图中为积分球开口中心个点均匀分布在以点为中心的圆上

2,O,A~H8O。

的长度为积分球开口半径的辐射亮度面不均匀性以下简称面不均匀性

OA9/10。()()

由公式计算

(2):

H

LiL

-O

i=A

L均匀=∑×

Δ-100%(2)

Lλ

8

式中

:

L均匀面不均匀性

Δ———;

-

Lλ面不均匀性测量平均值

———;

Li第ii个位置的测量值

———(=A,B,C,…,H);

L中心点的测量值

O———。

辐射亮度角度不均匀性

7.2.4()

按照图将光谱辐射亮度计安装在水平或垂直变角导轨上变角

(1)3(a)()(),

导轨的圆心位于积分球光源出光口的中心光谱辐射亮度计光轴正对积分球光源出

,()

光口并沿变角导轨移动或按照图固定光谱辐射亮度计将积分球光源

,;3(b)(),

安装在水平或垂直旋转平台上光谱辐射亮度计光轴正对积分球光源出光口中

(),()

心保证过积分球光源出光口中心的垂直直径与转台转轴重合改变积分球光源旋转

,,

角度

。

重复步骤

(2)7.2.2(1)。

4

JJF1990—2022

以积分球光源出光口中心的法线为起始轴线每隔采用光谱辐射亮度

(3),5°,()

计分别记录的示值

,0°,±5°,±10°,±15°,±20°,±25°。

固定积分球光源固定光谱辐射亮度计

(a)(b)()

图角度不均匀性测量示意图

3

辐射亮度角度不均匀性以下简称角度不均匀性根据公式计算

(4)()()(3):

510

LiL°LjL°

-0+-0

i=j=

L角=∑1∑6×

ΔL°100%(3)

100

式中

:

L角角度不均匀性

Δ———;

L°角度的测量值

0———0°;

Li不同角度的测量值其中i对应

———,=1,2,…,5,5°,10°,…,25°;

Lj不同角度的测量值其中j对应

———,=6,7,…,10,-5°,-10°,…,-25°。

光谱辐射亮度

7.2.5

采用光谱辐射亮度标准光源校准